轉(zhuǎn)向搖臂課程設(shè)計說明書

1、華僑大學機械制造工藝學課程設(shè)計 08機械電子1班 陳校（0811114006） 機電及自動化學院 專業(yè)課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：轉(zhuǎn)向搖臂工藝規(guī)程設(shè)計專 業(yè)： 機械電子1班 屆 別： 08 學 號： 0811114006 姓 名： 指導(dǎo)老師： 2011 年 7 月目錄一、任務(wù)介紹1二、轉(zhuǎn)向搖臂零件圖分析1 三機械加工工藝過程設(shè)計2（一）基準選擇2（二）擬定工藝過程2（三）加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定4（四）機床及刀具的選擇5（五）確定切屑用量5（六）基本工時及工序工時的確定5（七）計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介11（八）工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析12四、小結(jié)13五、參考文獻 13前言

2、機械制造工藝學課程設(shè)計是我們學習了畫法幾何及機械制圖、工程力學、機械制造工藝學、工程材料、機械設(shè)計、CAD/CAM等專業(yè)基礎(chǔ)課和金工實習、認識實習等實踐教學環(huán)節(jié)，又經(jīng)過了機械設(shè)計課程設(shè)計之后，進行的又一次實踐性操作，特別強調(diào)對已學課程知識的運用，同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合，因此這是我們對以前所學各門課程的一次較為深入的綜合總復(fù)習，同時還要對相關(guān)課外知識進行查閱和學習，也是一次對我們實際運用知識、解決問題能力的練習。通過這次課程設(shè)計，將會鞏固對機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的理論知識，并初步學會自己完成制定簡單零件加工工藝規(guī)程。這次工藝規(guī)程課程設(shè)計，我拿到的題目是“轉(zhuǎn)向搖臂”，其作為汽車上連接轉(zhuǎn)

3、向器的一個重要零部件，它可以把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給直拉桿或橫拉桿，進而推動轉(zhuǎn)向輪偏動，屬桿類零件。希望通過對轉(zhuǎn)向搖臂的加工工藝規(guī)程的設(shè)計，可以進一步學習機械制造工藝學并掌握簡單零件的加工工藝設(shè)計。雖然這是大學以來的第二次課程設(shè)計，但畢竟還是第一次接觸制造工藝設(shè)計，對知識掌握、熟悉程度以及綜合運用還會存在問題，因此在設(shè)計過程中難免會有考慮不周全或錯誤的地方，望老師多多批評和指正。一任務(wù)介紹設(shè)計題目：設(shè)計轉(zhuǎn)向搖臂的機械加工工藝規(guī)程。設(shè)計內(nèi)容及要求： （1） 繪制零件圖，注意將舊國家標準轉(zhuǎn)化為新的國家標準，并合理補充次要尺寸；（2） 根據(jù)生產(chǎn)類型，對零件進行工藝分析；（3） 設(shè)計工藝過程并制定工

4、藝過程卡，選擇工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定各工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額；。所有零件的加工按照中等-較大批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計工藝過程；（4） 對必要的工序填寫工序卡，繪制工序附圖，要保證卡片填寫完整。 (5) 撰寫設(shè)計說明書。原始資料：轉(zhuǎn)向搖臂零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等較大規(guī)模生產(chǎn)。二轉(zhuǎn)向搖臂零件圖分析： 零件工藝分析：轉(zhuǎn)向搖臂零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。轉(zhuǎn)向搖臂是汽車上一個重要部件，其作用是把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給直拉桿或橫拉桿，進而推動轉(zhuǎn)向輪偏動。結(jié)構(gòu)上來講，其大端與轉(zhuǎn)向搖臂軸相連，小端與轉(zhuǎn)向拉桿絞接。安裝時，搖臂與搖臂軸要對正記號，以保證從中間向兩邊擺動

5、是擺角大致相同。本次設(shè)計使用的轉(zhuǎn)向搖臂材料為40MnB，即低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，用于制造截面尺寸較小或載荷較小的零件，具有優(yōu)良的綜合力學性能。在大圓端，有內(nèi)嚙合齒輪，要求具有一定的強度，零件輪廓尺寸不大，形狀亦不復(fù)雜，屬中大批量生產(chǎn)，故毛坯可采用模鍛成型。加工機床部分采用通用機床，部分采用專用機床；按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式；廣泛采用專用夾具，可調(diào)夾具；按零件產(chǎn)量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具；部分采用劃線找正裝夾，廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾；有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。根據(jù)零件圖可知，零件整體精度要求不高，除左端1:8錐形孔、12的孔及內(nèi)嚙

6、合齒輪外，其他公差等級都在IT14以下，表面粗糙度方面，零件外表面除12孔兩端平面T5、T6為Ra6.3，粗糙度要求都是Ra12.5，根據(jù)手冊，模鍛粗糙度就可以達到這一要求，且精度在IT12-IT14，考慮到毛坯缺陷及定位的需要，對搖臂大小兩端平面T1、T2、T3、T4進行粗銑。對于左端面圓錐孔D2，由于零件為非回轉(zhuǎn)體零件，所以不能用車的辦法進行加工，并且1:8錐度較大，所以用鉆床進行多次加工后，用專用鉸刀加工，表面粗糙度Ra3.2及精度IT10均符合要求。右端齒頂圓表面D1公差等級為IT6，表面粗糙度為Ra3.2，根據(jù)手冊，可通過鉆孔，擴孔，粗鉸，精鉸獲得。其齒，可通過插齒零件右端縱向與內(nèi)嚙

7、合齒輪相通的槽T7，表面粗糙度要求為Ra12.5，只需用鋸片銑刀粗銑一刀即可。右端12孔表面粗D3糙度要求為Ra6.3，精度等級為IT12，進行鉆孔及鉸孔加工即可得到。三機械加工工藝過程設(shè)計（一）選擇定位基準(1)選擇粗基準 根據(jù)零件圖的要求以及定位基準的選擇原則，對零件而言，盡可能選擇不加工面為粗基準。而對有若干不加工表面的工件，選用要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準；同時根據(jù)零件毛坯的形式，選擇T4為粗基準加工T3，以T8為粗基準加工D1。精基準的選擇根據(jù)基準重合原則、統(tǒng)一基準原則、基準重合原則和自為基準原則：加工T4和T2時，以已加工的T3面為精基準進行加工（T3為設(shè)計基準）；加

8、工T1，以T2為精基準；加工D3，以D1和T3為精基準；加工T5、T7，以D1 為精基準；加工T6，以D1為精基準。（二）擬定工藝過程1. 選擇表面加工方法 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查手冊選擇零件主要表面的加工方法與方案如下：T1、T2、T3、T4平面：粗銑（IT12）；T5和T7平面：粗銑（IT12）半精銑（IT10)，表面粗糙度達到要求的Ra6.326.03齒輪齒頂圓表面D1：鉆孔（IT12）擴孔（IT10）粗鉸（IT8）精鉸（IT6）18圓錐內(nèi)孔D2：鉆10通孔（IT12）鉆14孔深度16（IT12）鉸圓錐孔（IT8） 12通孔 D3：鉆孔（IT12）鉸孔（I

9、T8）槽T6表面：粗銑（IT12）齒輪加工：插齒加工2. 確定工藝過程方案（1）擬定方案 由于各表面加工方法及粗精度已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步擬定兩種工藝方案； （2）方案論證 兩個方案的差別在于第六和第七步，方案二把銑端面的步驟提到前面了，這樣做雖符合“先面后孔”的原則，但是其破壞了“基準先行”和重要表面先加工的原則，顯然在本題中，左右端面的孔和內(nèi)嚙合齒輪為重要加工表面。而且，如果先加工T6的槽的話，在加工T5 和T6是，以及D3時，勢必會在刀具的切削力下讓工件右邊半環(huán)發(fā)生形變，使工件不符合要求。綜上所述，取方案為加工方案。方案方案工

10、序號工序內(nèi)容定位基準工序號工序內(nèi)容定位基準010鍛坯010鍛坯020熱處理正火020熱處理正火030清理清除毛刺、飛邊、涂漆030清理清除毛刺、飛邊、涂漆040劃線，劃桿身中心線，左右端孔中心線040劃線，劃桿身中心線，左右端孔中心線050銑T3、T2、T4、T1面T4、T3、T2050銑T3、T2、T4、T1面T4、T3、T2060鉆孔，以基面定位，鉆擴D1，D2，倒角T8、D1060銑T5、T7面D1鉸孔，以基面定位，鉸D1、D2D1、D2070銑，銑寬為3的槽T5、T7070銑T5、T7面D1080鉆孔，以基面定位，鉆擴D1，D2，倒角T8、D1080鉆孔，以基面定位，鉆D3，倒角T3、

11、D1鉸孔，以基面定位，鉸D1、D2D1、D2鉸孔，以基面定位，鉸D3D3090鉆孔，以基面定位，鉆D3，倒角T3、D1090插齒，對D1進行插齒，加工齒D2鉸孔，以基面定位，鉸D3D3100銑，銑寬為3的槽T5、T7100插齒，對D1進行插齒，加工齒D2110鉗工，去尖角，去毛刺110鉗工，去尖角，去毛刺120檢驗，探傷檢查，檢查零件表面裂紋、折皮、疊層等120檢驗，探傷檢查，檢查零件表面裂紋、折皮、疊層等130油封入庫130油封入庫（3） 加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定結(jié)合轉(zhuǎn)向搖臂尺寸及查閱手冊、課本等資料得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表：加工面最終尺寸公差/粗糙度

12、單邊余量工序尺寸毛坯尺寸26±0.5上端面：無/Ra12.51.5粗銑29上端面：無/Ra12.51.5粗銑32上端面：無/Ra12.51.5粗銑35上端面：無/Ra12.51.5粗銑26.03齒頂圓IT6120.90.080.035鉆24擴25.8粗鉸25.96精鉸26.030大端18±0.05，小端101：8錐形孔IT10/Ra3.2鉆10（通孔）鉆14（深度16）鉸孔1:8錐形孔038前后端面：無/Ra6.321粗銑40半精銑384412IT12/Ra6.35.50.5鉆11鉸1203前后端面：無/Ra12.51.5粗銑0（四）機床及刀具的選擇 綜合考慮所要加工零件的

13、尺寸及要加工表面所要達到的粗糙度機床與刀具如下：臥式銑床X61硬質(zhì)合金端面銑刀、鋸片銑刀（GB6120-85）鉆床Z3040高速鋼鉆頭、高速鋼擴孔鉆、專用鉸刀、硬質(zhì)合金鉸刀插齒機A級圓盤形插齒刀（五）確定切屑用量根據(jù)工件尺寸和相關(guān)要求，并參考實用機械加工工藝手冊等資料，可得工件尺寸和切屑深度的選擇為： 粗銑每齒進給量為0.16mm，半精銑每轉(zhuǎn)進給量為1.0mm；鉆孔進給量分別=0.3mm/r ，切削速度V=1.0m/s；擴孔進給量分別為 =0.3mm/r ，切屑速度V1=0.22m/s；（六）基本工時及工序工時的確定（1）工序5：粗銑四個平面切屑深度分別為:1.5mm銑平面參數(shù)：每齒進給量為a

14、f=0.16mm/r，采用W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6，齒數(shù)為Z=10，直徑D=100mm.刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進給量為:f=afZ=1.6mm/r切屑速度為:V=1.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:n =191.08r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速n=160 r/min銑削基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：Tj1=11.25sTj2=7.03sT總=（Tj1+Tj2）*2=36.56s（2） 工序6：鉆擴鉸D1，鉆鉸D2 鉆D1孔。鉆D2孔，分不同直徑鉆頭進行鉆孔，第一次用10鉆頭鉆通孔，第二次用14鉆頭鉆，深度為16。鉆頭直徑分別為：D1=24mm，D2=10mm

15、，D3=14mm刀具壽命都為80Min進給量分別為 =0.3mm/r ，=0.24mm/r切屑速度V1=0.22m/sV2=0.18m/sV3=0.28m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:175.16r/min343.95 r/min=383.17 r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 200r/min=400 r/min基本時間:代人相關(guān)數(shù)據(jù)得： Tj1=26s; Tj2=16s; Tj3=8s 對D1孔擴孔。 擴孔鉆鉆頭直徑： D1=25.8刀具壽命都為80Min進給量分別為 =0.3mm/r 切屑速度V1=0.22m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:222.19r/min根據(jù)機床

16、型號，選擇轉(zhuǎn)速 200r/min 基本時間:代人相關(guān)數(shù)據(jù)得： Tj1=26s; 對D1、D2進行鉸孔鉆頭直徑分別為：D1=18mm，D2=26.03mm刀具壽命都為80Min進給量分別為 =0.3mm/r ，=0.24mm/r切屑速度V1=0.22m/sV2=0.28m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:161.50r/min297.23 r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 200r/min=400 r/min基本時間:代人相關(guān)數(shù)據(jù)得： Tj1=26s; Tj2=16s; （3） 工序7：粗銑，半精銑T5、T7面切屑深度分別為:2mm銑平面參數(shù)：每齒進給量為af=0.04mm/r，采用W18

17、Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6，齒數(shù)為Z=10，直徑D=14mm.刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進給量為:f=afZ=0.4mm/r切屑速度為:V=0.4m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:n =545.95r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速n=490 r/min銑削基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：Tj1=8.02s切屑深度分別為:1mm銑平面參數(shù)：每齒進給量為af=0.04mm/r，采用W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6，齒數(shù)為Z=10，直徑D=14mm.刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進給量為:f=afZ=0.4mm/r切屑速度為:V=0.4m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:

18、n =545.95r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速n=490 r/min銑削基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：Tj1=8.02sTj總=（Tj1+Tj2）*2=32.08s（4） 工序8：鉆鉸D3 鉆D3孔。鉆頭直徑為：D3=11mm刀具壽命都為80Min進給量分別為 =0.3mm/r 切屑速度V1=0.22m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:382.17r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 400r/min基本時間:代人相關(guān)數(shù)據(jù)得： Tj1=19s; 鉸D3孔。鉸刀直徑為：D3=12mm刀具壽命都為80Min進給量分別為 =0.3mm/r 切屑速度V1=0.22m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)

19、可得:350.32r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 400r/min基本時間:代人相關(guān)數(shù)據(jù)得： Tj1=19s; （5） 銑T6槽：切屑深度分別為:3mm銑平面參數(shù)：每齒進給量為af=0.04mm/r，采用W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6，齒數(shù)為Z=25，直徑D=100mm.刀具壽命180min,則每轉(zhuǎn)進給量為:f=afZ=1mm/r切屑速度為:V=1.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:n =191.08r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速n=160 r/min銑削基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：Tj1=6.825s另外要說明的是，在計算基本時間過程中，沒有把刀具的切入長度和刀具的切

20、出長度算進去。確定工序時間：把基本加工時間適當寬放，得到工序時間。通常較大批量加工可以把基本加工時間寬放20%，即乘以1.2，可以看做工序時間。T工序=T總*1.2=347s（七）計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介單件時間的計算公式為：由于生產(chǎn)批量為中批量，所以時間定額為：本次設(shè)計沒有具體計算輔助時間、布置工作地點時間和休息和生理需要時間，在中批量生產(chǎn)中，輔助時間可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改，使之趨于合理?；緯r間和輔助時間總和稱為操作時間，布置工作地點時間一般按操作時間的2%7%來計算，休息和生理需要時間一般按操作時間的2%來計算。另外，由于生產(chǎn)批量為中批量，故忽略了準備與終結(jié)時間。為了提高生產(chǎn)率，必須盡量減少時間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時間，應(yīng)從以下三方面著手來減少時間定額以提高生產(chǎn)效率：（1）減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊；（2）減少布置工作地點時間；（3）減少準備于終結(jié)時間。（八）工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析在工藝規(guī)程設(shè)計最后一般還應(yīng)該對所設(shè)計工藝方案進行比較與技術(shù)經(jīng)濟分析，主要評價指標為零件（或工序）的全年工藝成本和單